JP2009175038A - 分光器 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチパス方式の分光器において、最終の分光経路より前の分光経路にて生じた散乱光の一部が最終の分光経路での回折光と同一光路を辿る場合に生じる、分光特性上における分解能及びダイナミックレンジの悪化を抑制する。
【解決手段】入射された光を平行光化して回折格子１に照射すると共に回折格子１からの戻り光を自らが備えるスリットを介して出射する分光経路１０，２０の各々が、入射された光を平行光化するコリメータ２，４を備え、各分光経路１０，２０のコリメータ２，４から出射された光Ｌ１，Ｌ３の回折格子１上における照射領域Ｒ１，Ｒ２が、少なくとも刻線の延在方向にずれるように各分光経路１０，２０のコリメータ２，４が設けられている
【選択図】図１

Description

本発明は、被測定光を回折格子に複数回入射させて分光することにより上記被測定光に含まれる任意の波長成分を取り出す分光器に関するものである。

従来から、分光特性における高い分解能または広いダイナミックレンジを得るため、被測定光を回折格子に複数回入射させると共に複数のスリットを通過させるマルチパス方式の分光器がある。このようなマルチパス方式の分光器としては、例えば特許文献１に示すように、リトロー型のダブルパスモノクロメータがある。

このダブルパスモノクロメータは、特許文献１に示すように、回折格子と、コリメータと、２つのスリットとを備えており、光ファイバ等の光入射手段から入射された被測定光をコリメータにより平行光化して回折格子に入射させ、その回折光を同一のコリメータにより集光して第１のスリットを通過させ、この第１のスリットを通過した回折光を再度コリメータより平行光化して回折格子に入射させ、その回折光を再度同一のコリメータにより集光して第２のスリットを通過させる構成となっている。
つまり、特許文献１に開示されたダブルパスモノクロメータは、光入射手段から第１のスリットまでの第１の分光経路と、第１のスリットから第２のスリットまでの第２の分光経路とを備え、第１の分光経路、第２の分光経路の順に被測定光を通過させる構成となっている。

このような構成を有するダブルパスモノクロメータによれば、第１の分光経路にて被測定光が分散分光され、第２の分光経路にて第１の分光経路により分散分光された被測定光がさらに分散分光される。
このため、被測定光の光路に２段の光学フィルタを直列に配置した場合と同様の効果が得られ、高い分解能及び広いダイナミックレンジが得られる。
特開平８−１５９８７７号公報

ところで、第１のスリットと第２のスリットとは別部材であって空間上の同じ位置に配置することができないため、ダブルパスモノクロメータにおいては、第１の分光経路における被測定光の回折格子への入射角度と、第２の分光経路における被測定光の回折格子への入射角度とを変化させ、第１の分光経路における回折光の出射角度と第２の分光経路における回折光の出射角度とを変化させることで、第１の分光経路における回折光の光路と第２の分光経路における回折光の光路とを分離し、これによって空間上分離して配置される第１のスリットと第２のスリットとの両方に被測定光を通過させることが可能な構成となっている。

しかしながら、被測定光が回折格子に入射した際には、回折光のみならず全方向に出射される散乱光が発生する。そして、従来のダブルパスモノクロメータは、第１の分光経路と第２の分光経路との両方の分光経路において、単一のコリメータを用いており、第１の分光経路にてコリメータから出射された被測定光と、第２の分光経路にてコリメータから出射された被測定光とが、回折格子上の同じ領域に照射される。
このため、第１の分光経路にて被測定光が回折格子に入射した際に生じる散乱光の一部は、第２の分光経路での回折光と同一方向に出射され、第２の分光経路での回折光と重なって第２のスリットの通過してしまう。
ダブルパスモノクロメータにおいて、第２の分光経路での回折光と重ねて第２のスリットを通過する散乱光は、致命的な迷光となり、分光特性上における分解能及びダイナミックレンジの悪化を招く。
なお、このような問題は、被測定光が２つのスリットを通過するダブルパスモノクロメータに限られるものではなく、被測定光が複数のスリットを通過するマルチパス方式の分光器全般に生じる問題である。つまり、最終の分光経路より前の分光経路にて生じた散乱光の一部が、最終の分光経路での回折光と同一光路を辿る場合には、分光特性上における分解能及びダイナミックレンジの悪化を招く。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、マルチパス方式の分光器において、最終の分光経路より前の分光経路にて生じた散乱光の一部が最終の分光経路での回折光と同一光路を辿る場合に生じる、分光特性上における分解能及びダイナミックレンジの悪化を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、平行に延在される複数の刻線を備える回折格子を備えると共に、入射された光を平行光化して上記回折格子に照射すると共に上記回折格子からの戻り光を自らが備えるスリットを介して出射する分光経路を複数備え、被測定光を複数の上記分光経路を介して出射することによって上記被測定光に含まれる任意の波長成分の光を取り出す分光器であって、上記分光経路の各々が、入射された光を平行光化するコリメータを備え、各分光経路のコリメータから出射された光の上記回折格子上における照射領域が、少なくとも上記刻線の延在方向にずれるように各分光経路のコリメータが設けられていることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、さらにこれらのコリメータは、分光器に被測定光を入射した場合に、各分光経路のコリメータから出射された被測定光の回折格子上における照射領域が、回折格子の刻線の延在方向にずれるように設けられている。
このため、最終の分光経路（複数の分光経路のうち被測定光を最後に分散分光する分光経路）より前の分光経路にて生じた散乱光が、最終の分光経路での回折光と重なる可能性が低減される。

また、本発明においては、各分光経路のコリメータから出射された光の上記刻線の延在方向における上記回折格子への入射角度が一致するように各分光経路のコリメータが設けられているという構成を採用する。

また、本発明においては、異なる上記分光経路の間にて上記被測定光を導光する導光手段と、異なる上記分光経路の間であって該導光手段による導光路を除く領域の少なくとも一部に設置される遮光手段とを備えるという構成を採用する。

また、本発明においては、予め設定された出射角にて上記回折格子から出射された上記戻り光を反射することにより再度上記回折格子に入射させる反射手段を備えるという構成を採用する。

本発明によれば、最終の分光経路より前の分光経路にて生じた散乱光が、最終の分光経路での回折光と重なる可能性が低減される。
したがって、マルチパス方式の分光器において、最終の分光経路より前の分光経路にて生じた散乱光の一部が最終の分光経路での回折光と同一光路を辿る場合に生じる、分光特性上における分解能及びダイナミックレンジの悪化を抑制することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係る分光器の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態の分光器１００の概略構成を模式的に示した斜視図である。この図に示すように、本実施形態の分光器１００は、回折格子１と、第１のコリメータレンズ２（コリメータ）と、第１のスリット３と、第２のコリメータレンズ４（コリメータ）と、第２のスリット５と、導光部６（導光手段）とを備えている。

回折格子１は、一定間隔で平行に延在される複数の刻線を備える反射板であり、入射される光を分散分光してその回折光を出射するものである。
この回折格子１は、不図示の駆動機構により、回折格子１の中央部を刻線の延在方向（Ｙ方向）と平行に延在する回転軸を中心して回動可能な構成とされており、入射される光に対する見かけ上の刻線間隔を任意に変更可能とされている。

第１のコリメータレンズ２は、入射された光を平行光化して回折格子１に照射すると共に回折格子１からの戻り光を集光して出射するものであり、被測定光Ｌ１を分光器１００に入射する光ファイバＸの出射端Ｘ１と回折格子１との間に設置されている。
そして、この第１のコリメータレンズ２は、光ファイバＸの出射端Ｘ１から出射された被測定光Ｌ１が入射されると、被測定光Ｌ１を平行光化して回折格子１に照射し、この結果回折格子１から出射される回折光Ｌ２（戻り光）を集光して光ファイバＸ側に出射する。
なお、光ファイバＸは、分光器１００に対して予め定められた位置に配置されるものである。そして、本実施形態の分光器１００においては、出射端Ｘ１と第１のコリメータレンズ２との位置関係は、常に予め定められた関係が保たれるものとする。

第１のスリット３は、第１のコリメータレンズ２の焦点位置に配置されており、回折光Ｌ２に含まれる所定の波長成分の光Ｌ３のみを通過させるものである。
なお、第１のスリット３を通過する光Ｌ３の波長成分は、回折格子１の回動角度に依存して変化する。

第２のコリメータレンズ４は、第１のコリメータレンズ２と同様に、入射された光を平行光化して回折格子１に照射すると共に回折格子１からの戻り光を集光して出射するものである。そして、第２のコリメータレンズ４は、第１のスリット３と回折格子１との間に設置されている。
この第２のコリメータレンズ４は、第１のスリット３から出射された光Ｌ３が入射されると、光Ｌ３を平行光化して回折格子１に照射し、この結果回折格子１から出射される回折光Ｌ４（戻り光）を集光して第１のスリット３側に出射する。

第２のスリット５は、第２のコリメータレンズ４の焦点位置に配置されており、回折光Ｌ４に含まれる所定の波長成分の光Ｌ５のみを通過させるものである。

そして、本実施形態の分光器１００においては、第１のコリメータレンズ２及び第１のスリット３によって、光ファイバＸから入射される被測定光Ｌ１を第１のコリメータレンズ２にて平行光化して回折格子１に照射すると共に回折格子１からの回折光Ｌ２を第１のスリット３を介して出射する第１の分光経路１０が構成されている。このような第１の分光経路１０を通過することによって、被測定光Ｌ１は、分散分光されると共にその一部が第１のスリット３を通過することで、該被測定光Ｌ１に含まれる所定の波長成分からなる光Ｌ３として出射される。
また、本実施形態の分光器１００においては、第２のコリメータレンズ４及び第２のスリット５によって、第１のスリット３から入射される光Ｌ３を第２のコリメータレンズ４にて平行光化して回折格子１に照射すると共に回折格子１からの回折光Ｌ４を第２のスリット５を介して出射する第２の分光経路２０が構成されている。このような第２の分光経路２０を通過することによって、光Ｌ３は、さらに分散分光されると共にその一部が第２のスリット５を通過することで、該光Ｌ３に含まれる所定の波長成分からなる光Ｌ５として出射される。
このように本実施形態の分光器１００は、入射された光を平行光化して回折格子１に照射すると共に回折格子からの戻り光（回折光Ｌ２，Ｌ４）を自らが備えるスリット（第１のスリット３，第２のスリット５）を介して出射する分光経路（第１の分光経路１０，第２の分光経路２０）を複数備えている。

導光部６は、第１の分光経路１０と第２の分光経路２０との間にて光を導光するものであり、第１のコリメータレンズ２と第１のスリット３との間に設置されると共に光を第１のコリメータレンズ２方向から第１のスリット３方向に導光する第１の反射ミラー６１と、第１のスリット３と第２のコリメータレンズ４との間に設置されると共に光を第１のスリット３方向から第２のコリメータレンズ４方向に導光する第２の反射ミラー６２とから構成されている。
そして、第１の反射ミラー６１は、回折格子１によって回折光Ｌ２とされた被測定光Ｌ１を第１のコリメータレンズ２方向から第１のスリット３方向に導光する。また、第２の反射ミラー６１は、第１のスリット３によって光Ｌ３とされた被測定光Ｌ１を第１のスリット３方向から第２のコリメータレンズ４方向に導光する。

そして、本実施形態の分光器１００において、第１のコリメータレンズ２と第２のコリメータレンズ４とは、図２に示すように、被測定光Ｌ１の回折格子１上における照射領域Ｒ１と光Ｌ３の回折格子１上における照射領域Ｒ２とが重なることなくＹ方向（刻線が延在する方向）にずれるように設けられている。
つまり、本実実施形態の分光器１００においては、第１の分光経路１０と第２の分光経路２０との各々がコリメータレンズ（第１のコリメータレンズ２，第２のコリメータレンズ４）を備え、各分光経路のコリメータレンズから出射された光（被測定光Ｌ１，光Ｌ３）の回折格子１上における照射領域Ｒ１，Ｒ２が刻線の延在方向（Ｙ方向）にずれるように、第１のコリメータレンズ２，第２のコリメータレンズ４が設けられている。

このように被測定光Ｌ１の回折格子１上における照射領域Ｒ１と光Ｌ３の回折格子１上における照射領域Ｒ２とが重なることなくＹ方向にずれている場合には、第１のコリメータレンズ２から出射された被測定光Ｌ１が回折格子１に入射した際に生じる散乱光が、回折光Ｌ４の光路と重なることがない。
したがって、被測定光Ｌ１が回折格子１に入射した際に生じる散乱光が回折光Ｌ４と同一の光路を辿って第２のスリット５を通過することを防止することが可能となる。よって、第２のスリット５の後方に設置される検出器にて測定対象の光Ｌ５を受光する場合に、検出器に散乱光が入射することを防止することができ、分光特性上における分解能及びダイナミックレンジの悪化を抑制することが可能となる。

なお、図３に示すように、被測定光Ｌ１が回折格子１に入射した際に生じる散乱光の一部Ｌａは、第２のスリット５に真っ直ぐ向かうため、第２のスリット５を通過することとなる。しかしながら、散乱光Ｌａと、測定対象の光Ｌ５とは、同一光路を辿らないため、第２のスリット５を通過した散乱光Ｌａが、第２のスリット５の後方に設置される検出器に入射することはない。

また、本実施形態の分光器１００においては、図４に示すように、第１のコリメータレンズ２から出射された被測定光Ｌ１の回折格子１へのＹ方向における入射角θ１と、第２のコリメータレンズ４から出射された光Ｌ３の回折格子１へのＹ方向における入射角θ２とが同一角度となるように、第１のコリメータレンズ２と第２のコリメータレンズ４とが設けられている。
つまり、本実施形態の分光器１００においては、各分光経路（第１の分光経路１０，第２の分光経路２０）が備えるコリメータレンズ（第１のコリメータレンズ２，第２のコリメータレンズ４）から出射された光（被測定光Ｌ１，光Ｌ３）のＹ方向における回折格子１への入射角度が一致するように、第１のコリメータレンズ２及び第２のコリメータレンズ４が設けられている。

ここで、図５及び図６を参照して、第１のコリメータレンズ２から出射された被測定光Ｌ１の回折格子１へのＹ方向における入射角θ１と、第２のコリメータレンズ４から出射された光Ｌ３の回折格子１へのＹ方向における入射角θ２とを同一角度とするための、具体的な方法について説明する。

第１のコリメータレンズ２から出射された被測定光Ｌ１の回折格子１へのＹ方向における入射角θ１は、図５に示すように、第１のコリメータレンズ２の焦点距離ｆ１と、第１のコリメータレンズ２の光軸から光ファイバＸの出射端Ｘ１までの高さ（一般的に像高）Ｙｉｎ１によって決まり下式（１）で表される。

一方、第２のコリメータレンズ４から出射された光Ｌ３の回折格子１へのＹ方向における入射角θ２は、図６に示すように、第２のコリメータレンズ４の焦点距離ｆ２と、第２のコリメータレンズ４の光軸から光Ｌ３の出射点の高さ（像高）Ｙｉｎ２によって決まり下式（２）で表される。
なお、実際の本実施形態の分光器１００においては、光Ｌ３が導光部６の第２の反射ミラー６２によって反射されているため、光軸から光Ｌ３の出射点の位置は光軸から大きく離れた位置に存在する。しかしながら、下式（２）を算出する際に用いる高さＹｉｎ２は、反射ミラー６２から光Ｌの出射点（第１のスリット３）までの距離Ｌ分だけ、反射ミラー６２と第２のコリメータレンズ４とを繋ぐ光路が伸長された位置に出射点が存在するものとして算出する。

そして、入射角θ１と入射角θ２とを一致させるためには、第１のコリメータレンズ２の焦点距離ｆ１と第２のコリメータレンズ４の焦点距離ｆ２とが同じとした場合には、式（１），（２）から、それぞれのコリメータレンズの像高（Ｙｉｎ１，Ｙｉｎ２）を一致させれば良いことが分かる。
なお、第１のコリメータレンズ２の焦点距離ｆ１と第２のコリメータレンズ４の焦点距離ｆ２とが異なる場合には、それぞれのコリメータレンズの像高（Ｙｉｎ１，Ｙｉｎ２）を入射角θ１と入射角θ２とが一致するように調節する。
このような式（１），（２）に基づいて、第１のコリメータレンズ２と第２のコリメータレンズとを設けることによって、第１のコリメータレンズ２から出射された被測定光Ｌ１の回折格子１へのＹ方向における入射角θ１と、第２のコリメータレンズ４から出射された光Ｌ３の回折格子１へのＹ方向における入射角θ２とを同一角度とすることができる。

このように第１のコリメータレンズ２から出射された被測定光Ｌ１の回折格子１へのＹ方向における入射角θ１と、第２のコリメータレンズ４から出射された光Ｌ３の回折格子１へのＹ方向における入射角θ２とを同一角度とした場合には、回折格子１の回動角度に応じて第２のスリット５を移動させることなく、所望の波長成分の光Ｌ５を出射することが可能となる。

より詳細に説明すると、ダブルパス方式の分光器（ダブルパスモノクロメータ）において、第１のスリットから出射される光の波長λ１は、下式（３）にて求められる。また、第２のスリットから出射される光の波長λ２は、下式（４）にて求められる。
なお、下式（３），（４）においては、ｍが回折次数を示し、ｄが回折格子の格子間隔を示している。また、図７に示すように、αが回折格子の反射面に対する被測定光の入射角（斜角）を示し、βが回折格子の反射面に対する回折光の出射角（斜角）を示している。

これらの式（３），（４）から分かるように、第１のコリメータレンズ２から出射された被測定光Ｌ１の回折格子１へのＹ方向における入射角θ１と、第２のコリメータレンズ４から出射された光Ｌ３の回折格子１へのＹ方向における入射角θ２とを一致させた場合には、回折格子１の回動角度に関わらず、第１のスリットから出射される光の波長λ１と第２のスリットから出射される光の波長λ２とが一致する。
したがって、入射角θ１と入射角θ２とを同一角度とした場合には回折格子１の回動角度に応じて第２のスリット５を移動させることなく、所望の波長成分の光Ｌ５を出射することが可能となる。

従来の単一のコリメータレンズを用いるダブルパス方式の分光器においては、入射角θ１と入射角θ２とが一致が困難なことから回折格子１の回動角度に応じて第２のスリットを移動させる構成を採用したり、単一のコリメータレンズの光軸を基準として被測定光の入射位置や第１のスリット及び第２のスリットの配置位置を対称配置とすることによって入射角θ１と入射角θ２とが一致させる構成を採用することによって、所望の波長成分の光が第１のスリットと第２のスリットとを通過するように構成している（特許文献１参照）。
しかしながら、従来の構成では、第２のスリットを移動させる場合には、第２のスリットを移動させるための機構が必要となり、分光器が大型化すると共に、機構及び制御が複雑となる。また、単一のコリメータレンズを用いる必要があるため、回折格子上における被測定光の照射領域と第１のスリットを通過した光の照射領域とが完全に重なり、本実施形態の分光器１００のように、分光特性上における分解能及びダイナミックレンジの悪化を抑制することができない。

これに対して、本実施形態の分光器１００によれば、上述のように分光特性上における分解能及びダイナミックレンジの悪化を抑制することができ、さらに回折格子１の回動角度に応じて第２のスリット５を移動させる必要がなく、簡素な機構で分光特性上における分解能及びダイナミックレンジの悪化を抑制することが可能となる。

そして、このように構成された本実施形態の分光器１００において、光ファイバＸの出射端Ｘ１から出射された被測定光Ｌ１は、第１のコリメータレンズ２によって平行光化されて回折格子１に照射される。回折格子１に照射された被測定光Ｌ１が分散分光され、回折光Ｌ２が回折格子１から出射される。
回折格子１から出射された回折光Ｌ２は、第１のコリメータレンズ２によって集光されて導光部６の反射ミラー６１にて第１のスリット３方向に反射された後、第１のスリット３を通過する。この第１のスリット３では、測定対象の波長成分を含む光のみが通過される。したがって、第１のスリット３を通過する回折光Ｌ２は、測定対象の波長成分を含む光からなる光Ｌ３として第１のスリット３から出射される。
第１のスリット３から出射された光Ｌ３は、導光部６の反射ミラー６２によって第２のコリメータレンズ４方向に反射され、第２のコリメータレンズ４によって平行光化されて再び回折格子１に照射される。この際、回折格子１上において、光Ｌ３の照射領域Ｒ２は、被測定光Ｌ１の照射領域Ｒ１に対して重なることなくＹ方向にずらされている。そして、回折格子１に照射された光Ｌ３が分散分光され、回折光Ｌ４が回折格子１から出射される。
回折格子１から出射された回折光Ｌ４は、第２のコリメータレンズ４によって集光されて第２のスリット５を通過する。この第２のスリット５では、測定対象の波長成分を含む光のみが通過される。したがって、第２のスリット５を通過する回折光Ｌ４は、測定対象の波長成分を含む光からなる光Ｌ５として第２のスリット５から出射される。
つまり、本実施形態の分光器１００においては、第１のコリメータレンズ２及び第１のスリット３を備える第１の分散経路１０によって被測定光Ｌ１が分散分光され、第２のコリメータレンズ４及び第２のスリット５を備える第２の分散経路２０によって被測定光Ｌ１（光Ｌ３）がさらに分散分光され、そして所望の波長成分の光Ｌ５を取り出す。

そして、本実施形態の分光器１００においては、回折格子１の回動角度を調節することによって、任意の波長成分の光を所望の波長成分の光Ｌ５として取り出すことができる。

以上のように本実施形態の分光器１００によれば、被測定光Ｌ１の回折格子１上における照射領域Ｒ１と光Ｌ３の回折格子１上における照射領域Ｒ２とが重なることなくＹ方向にずらされている。このため第１のコリメータレンズ２から出射された被測定光Ｌ１が回折格子１に入射した際に生じる散乱光が、回折光Ｌ４の光路と重なることがない。
したがって、マルチパス方式の分光器において、最終の分光経路（第２の分光経路２０）より前の分光経路（第１の分光経路１０）にて生じた散乱光の一部が最終の分光経路（第２の分光経路２０）での回折光Ｌ４と同一光路を辿る場合に生じる、分光特性上における分解能及びダイナミックレンジの悪化を抑制することが可能となる。

また、本実施形態の分光器１００によれば、第１のコリメータレンズ２から出射された被測定光Ｌ１の回折格子１へのＹ方向における入射角θ１と、第２のコリメータレンズ４から出射された光Ｌ３の回折格子１へのＹ方向における入射角θ２とが同一角度とされている。このため、回折格子１の回動角度に応じて第２のスリット５を移動させることなく、所望の波長成分の光Ｌ５を出射することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図８は、本実施形態の分光器２００における回折格子１、第１のコリメータレンズ２及び第２のコリメータレンズ４の近傍を拡大した模式図である。
この図に示すように、本実施形態の分光器２００は、第１の分光経路１０が備える第１のコリメータレンズ２と第２の分光経路２０が備える第２のコリメータレンズ４との間に配置される遮光板７（遮光手段）を備えている。
なお、遮光板７は、第１のスリット３及び導光部６よりも回折格子１側のみに配置されている。すなわち、遮光板７は、導光部６による光の導光路を除く領域の一部に設置されている。

このように第１の分光経路１０が備える第１のコリメータレンズ２と第２の分光経路２０が備える第２のコリメータレンズ４との間に配置される遮光板７を設置することにより、被測定光Ｌ１が回折格子１に入射した際に生じる散乱光Ｌａが第２の分光経路２０側に入射することを防止することができる。
したがって、本実施形態の分光器２００によれば、被測定光Ｌ１が回折格子１に入射した際に生じる散乱光が第２のスリット５を通過することをより確実に防止することが可能となる。

なお、遮光板７は、第１のスリット３及び導光部６よりも回折格子１側のみならず、第１のスリット３及び導光部６の回折格子１の反対側にも設置しても良い。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本第３実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図９は、本第３実施形態の分光器３００の概略構成を模式的に示した斜視図である。この図に示すように、本実施形態の分光器３００は、第１のコリメータレンズ２と第２のコリメータレンズ４との側方に配置され、回折格子１から出射される回折光Ｌ２，Ｌ４（戻り光）を反射することにより再度回折格子１に入射する平面ミラー８を備えている。

本実施形態の分光器３００においては、回折格子１から出射される回折光Ｌ２，Ｌ４が平面ミラー８に向かうように第１のコリメータレンズ２及び第２のコリメータレンズ４が設けられている。
そして、平面ミラー８は、入射された回折光Ｌ２，Ｌ４を同一光路にて回折格子１に再び入射させるように姿勢設定されている。

このような構成を有する本実施形態の分光器３００によれば、回折格子１から出射された回折光Ｌ２が平面ミラー８によって反射され、再度回折格子１によって分散分光された後に第１のコリメータレンズ２を介して第１のスリット３に入射する。すなわち、光ファイバＸの出射端Ｘ１から出射された被測定光Ｌ１が回折格子１によって２回分散分光された後に第１のスリット３を通過する。
また、回折格子１から出射された回折光Ｌ４が平面ミラー８によって反射され、再度回折格子１によって分散分光された後に第２のコリメータレンズ４を介して第２のスリット５に入射する。すなわち、第１のスリット３を通過した光Ｌ３が回折格子１によって２回分散分光された後に第２のスリット５を通過する。

つまり、本実施形態の分光器３００によれば、第１の分光経路１０にて被測定光Ｌ１が２回分散分光され、第２の分光経路２０にて被測定光Ｌ１（光Ｌ３）が２回分散分光される。
したがって、分光特性上における分解能及びダイナミックレンジの向上を図ることができる。

なお、本実施形態の分光器３００においても、第１のコリメータレンズ２から出射された被測定光Ｌ１の回折格子１へのＹ方向における入射角θ１と、第２のコリメータレンズ４から出射された光Ｌ３の回折格子１へのＹ方向における入射角θ２とを同一角度とした場合には、回折格子１の回動角度に応じて第２のスリット５を移動させることなく、所望の波長成分の光Ｌ５を出射することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る分光器の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、第１の分光経路１０と第２の分光経路２０との２つの分光経路を備える分光器（いわゆるダブルパス方式の分光器）について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、さらに多くの分光経路を備える分光器に適用することもできる。
そして、このようなさらに多くの分光経路を備える分光器に本発明を適用する場合においても、各分光経路がコリメータを備え、各コリメータから出射した光の回折格子上における照射領域が刻線の延在方向にずれるように各コリメータが設けられる。

また、上記実施形態においては、本発明のコリメータとして、第１のコリメータレンズ２及び第２のコリメータレンズ４を用いる構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明のコリメータとして放物面鏡を用いる構成を採用しても良い。

また、上記実施形態においては、第１のコリメータレンズ２から出射された被測定光Ｌ１の照射領域Ｒ１と、第２のコリメータレンズ４から出射された光Ｌ３の照射領域ｒ２とが、回折格子１上においてＹ方向のみにずれている構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、照射領域Ｒ１と照射領域Ｒ２とは、Ｙ方向成分を含んでずらされていれば良く、回折格子１上において斜め方向にずれていても良い。

また、上記実施形態においては、第１のコリメータレンズ２から出射された被測定光Ｌ１の照射領域Ｒ１と、第２のコリメータレンズ４から出射された光Ｌ３の照射領域Ｒ２とが、回折格子１上において重ならない構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、照射領域Ｒ１と照射領域Ｒ２が回折格子１上において部分的に重なっていても良い。このように照射領域Ｒ１と照射領域Ｒ２とが部分的に重なっている場合であっても、照射領域同士が完全に重なっている場合と比較して、被測定光Ｌが回折格子１に入射した際に発生する散乱光Ｌが第２のスリット５を通過する可能性を低減させることが可能である。

また、上記実施形態においては、第１のコリメータレンズ２と第２のコリメータレンズ４とが別体とされて設けられる構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば第１のコリメータレンズ２と第２のコリメータレンズ４とが、樹脂等によって一体的にモールドされていても良い。
なお、本発明のコリメータとして上述のように放物面鏡を用いる場合も、複数の放物面鏡を樹脂等によって一体的にモールドしても良い。

本発明の第１実施形態の分光器の概略構成を模式的に示した斜視図である。 本発明の第１実施形態の分光器における照射領域Ｒ１と照射領域Ｒ２との位置関係を説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態の分光器において被測定光が回折格子に入射した際に生じる散乱光について説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態の分光器における被測定光の回折格子への入射角θ１と、第１のスリットを通過した光の回折格子への入射角θ２とを説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態の分光器における被測定光の回折格子への入射角θ１と、第１のスリットを通過した光の回折格子への入射角θ２とを一致させる方法を説明するための説明図である。 本発明の第１実施形態の分光器における被測定光の回折格子への入射角θ１と、第１のスリットを通過した光の回折格子への入射角θ２とを一致させる方法を説明するための説明図である。 本発明の第１実施形態の分光器における被測定光の回折格子への入射角θ１と、第１のスリットを通過した光の回折格子への入射角θ２とを一致させる方法を説明するための説明図である。 本発明の第２実施形態の分光器における回折格子、第１のコリメータレンズ及び第２のコリメータレンズ４の近傍を拡大した模式図である。 本発明の第３実施形態の分光器の概略構成を模式的に示した斜視図である。

符号の説明

１００，２００，３００……分光器、１……回折格子、２……第１のコリメータレンズ（コリメータ）、３……第１のスリット（スリット）、４……第２のコリメータレンズ（コリメータ）、５……第２のスリット（スリット）、６……導光部（導光手段）、７……遮光板、８……平面ミラー（反射手段）、Ｌ１……被測定光、Ｌ２……回折光（戻り光）、Ｌ３……光、Ｌ４……回折光（戻り光）、Ｌａ……散乱光、Ｒ１……照射領域、Ｒ２……照射領域

Claims (4)

1. 平行に延在される複数の刻線を備える回折格子を備えると共に、入射された光を平行光化して前記回折格子に照射すると共に前記回折格子からの戻り光を自らが備えるスリットを介して出射する分光経路を複数備え、被測定光を複数の前記分光経路を介して出射することによって前記被測定光に含まれる任意の波長成分の光を取り出す分光器であって、
   前記分光経路の各々が、入射された光を平行光化するコリメータを備え、
   各分光経路のコリメータから出射された光の前記回折格子上における照射領域が、少なくとも前記刻線の延在方向にずれるように各分光経路のコリメータが設けられている
   ことを特徴とする分光器。
2. 各分光経路のコリメータから出射された光の前記刻線の延在方向における前記回折格子への入射角度が一致するように各分光経路のコリメータが設けられていることを特徴とする請求項１記載の分光器。
3. 異なる前記分光経路の間にて前記被測定光を導光する導光手段と、
   異なる前記分光経路の間であって該導光手段による導光路を除く領域の少なくとも一部に設置される遮光手段と
   を備えることを特徴とする請求項１または２記載の分光器。
4. 予め設定された出射角にて前記回折格子から出射された前記戻り光を反射することにより再度前記回折格子に入射させる反射手段を備えることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の分光器。
   
   

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